劉國華 蔣永青 陳彤 黃婷 許芳
作者簡介:劉國華(1973-),男,大專,主要從事獸藥殘留檢測(cè)工作
*通信作者:陳彤(1992.9- ),男,碩士,中級(jí)獸醫(yī)師,主要從事農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)測(cè);E-mail:348993329@qq.com
摘? 要:為快速檢測(cè)出豬肉等動(dòng)物源性食品中安眠酮的殘留,利用膠體金免疫層析技術(shù)制備安眠酮快速檢測(cè)試紙條。通過化學(xué)方法合成安眠酮半抗原和安眠酮抗原,利用免疫反應(yīng)制備安眠酮多克隆抗體,以安眠酮多克隆抗體和安眠酮包被抗原作為主要原料,制備安眠酮膠體金免疫快速檢測(cè)試紙條。結(jié)果表明,研制的試紙條對(duì)動(dòng)物組織樣本的檢測(cè)限為20 μg/kg,對(duì)尿樣的檢測(cè)限為30 μg/kg,檢測(cè)時(shí)間不超過5 min,與500 μg/kg的四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類等藥物均無交叉反應(yīng),特異性較好,假陽性率≤5%,假陰性率≤0.5%。該方法操作簡便、快速、靈敏、準(zhǔn)確、穩(wěn)定,適用于動(dòng)物源性食品中安眠酮?dú)埩舻默F(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和篩查。
關(guān)鍵詞:安眠酮;膠體金免疫層析技術(shù);試紙條;快速檢測(cè)
中圖分類號(hào):O657.63+TS254.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-0769(2023)06-0064-07
安眠酮(methaqualone,MTQ)又名甲苯喹啉酮,化學(xué)式為C16H14N2O,在臨床上常用作催眠藥、鎮(zhèn)定藥,主要用于動(dòng)物過度興奮或驚厥,可使其機(jī)體平靜,人若過量服用安眠酮?jiǎng)t會(huì)出現(xiàn)安眠酮中毒現(xiàn)象,表現(xiàn)為意識(shí)模糊不清、注意力不集中、惡心、頭暈、無力、煩躁不安甚至短時(shí)間內(nèi)精神失常等[1]。在醫(yī)學(xué)上,服用小劑量的安眠酮會(huì)使服用者進(jìn)入極端神經(jīng)質(zhì)和興奮狀態(tài),長期服用則會(huì)產(chǎn)生依賴性或成癮性[2]。1978年以來隨著安眠酮使用量的逐漸增加,安眠酮成為濫用藥品之一。1971年《精神藥物公約》將安眠酮列入其中,并已有17個(gè)國家禁止使用和出口安眠酮,我國于1987年禁止了安眠酮的生產(chǎn)和流通。
同時(shí),安眠酮還具有促進(jìn)畜禽生長、誘導(dǎo)畜禽入睡和提高產(chǎn)量的作用,隨著我國畜牧業(yè)的壯大,一些養(yǎng)殖場(chǎng)(戶)因利益的驅(qū)動(dòng),在飼喂畜禽時(shí)肆意補(bǔ)充,造成動(dòng)物源性食品的獸藥殘留量超標(biāo),影響人類的身體健康[3-4]。2007年,中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第824號(hào)文件明確規(guī)定,國家管制的精神藥品,如安眠酮,在動(dòng)物源性食品中殘留為零。根據(jù)《食品動(dòng)物中禁止使用的藥品及其他化合物清單》(中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第250號(hào))文件規(guī)定,安眠酮為禁止使用的藥物,在動(dòng)物性食品中不得檢出。
目前,我國尚未規(guī)定安眠酮在動(dòng)物源性食品中的殘留限量和檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),國際社會(huì)對(duì)安眠酮?dú)埩魴z測(cè)也尚未有相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。安眠酮的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)[5]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)[6]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)[7]等。但在檢測(cè)過程中,這些方法存在樣本前處理復(fù)雜、所需儀器設(shè)備昂貴、操作繁瑣、效率較低、成本較高等缺陷,且無法快速檢測(cè)出動(dòng)物源性食品中安眠酮的殘留量。因此,亟須建立一種快速、靈敏、準(zhǔn)確的安眠酮?dú)埩袅繖z測(cè)方法,對(duì)豬肉等動(dòng)物源性食品中安眠酮的殘留量進(jìn)行檢測(cè)和篩查,為我國畜禽產(chǎn)品中安眠酮?dú)埩袅繖z測(cè)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)制定提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
1? 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物
試驗(yàn)所用3只雄性新西蘭大白兔購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.1.2 主要試劑
氯金酸、牛血清白蛋白均購自山東省青島市李滄區(qū)中恒展創(chuàng)生物技術(shù)中心公司,碳酸鉀購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,弗氏完全佐劑購自西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司,二甲基甲酰胺、碳化二亞胺、N-羥基琥珀酰亞胺、檸檬酸三鈉復(fù)溶液均購自上海麥克林生化科技股份有限公司。
1.1.3 主要儀器設(shè)備
BSA4202S電子天平購自賽多利斯科學(xué)儀器有限公司,XYZ三維劃膜噴金儀、ZQ2000切條機(jī)由上海金標(biāo)生物科技有限公司生產(chǎn),HD-9623A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱購自上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司,TWCL-T1000加熱磁力攪拌器由鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn),H2-16KR高速冷凍離心機(jī)購自湖南可成儀器設(shè)備有限公司。
1.2 方法
1.2.1 安眠酮半抗原的制備及鑒定
以鄰乙酰氨基苯甲酸和3-甲基-4-氨基苯甲酸甲酯為化學(xué)原料,通過一系列縮合反應(yīng)和水解反應(yīng)實(shí)驗(yàn),最終獲得安眠酮半抗原,并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)譜鑒定。
1.2.2 安眠酮抗原的制備
10.0 mg安眠酮半抗原溶解于1 mL二甲基甲酰胺(dimethylformamide,DMF)中作為反應(yīng)液Ⅰ;30 mg碳化二亞胺(carbo diimide,EDC)和20 mg N-羥基琥珀酰亞胺(N-hydroxysuccinimide,NHS)用0.5 mL DMF充分溶解后加入反應(yīng)液Ⅰ中,室溫下攪拌24 h,作為反應(yīng)液Ⅱ;60 mL牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)充分溶解在6.0 mL pH為8.0的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)中,將反應(yīng)液Ⅱ逐滴緩慢滴加到BSA溶液中,并于室溫下攪拌24 h,作為反應(yīng)液Ⅲ;用0.01 mol/L PBS在4 ℃時(shí)透析3 d,以除去未反應(yīng)的小分子物質(zhì),獲得包被抗原,于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 安眠酮多克隆抗體的制備及鑒定
用合成的抗原免疫試驗(yàn)動(dòng)物,制備多克隆抗體。選擇雄性新西蘭大白兔3只,體重2 kg左右,編號(hào)分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào),采用頸背部皮下多點(diǎn)注射法免疫。免疫程序如下:將相同體積的免疫抗原與弗氏完全佐劑混合進(jìn)行乳化,初次免疫劑量為0.5 mg/只。初次免疫后第21天和第42天進(jìn)行加強(qiáng)免疫,劑量為0.4 mg/只,乳化方法相同。以后每隔21 d加強(qiáng)免疫一次,共免疫8次。從第3次加強(qiáng)免疫開始,每次免疫7 d后對(duì)動(dòng)物采血并進(jìn)行血清效價(jià)測(cè)定和特異性檢測(cè),安眠酮陽性濃度設(shè)定為10 μg/kg和30 μg/kg。
1.2.4 膠體金的制備
采用檸檬酸三鈉還原法制備膠體金。取500 mL超純水置于1 L圓底燒瓶中,放入3.0 cm轉(zhuǎn)子,上接冷凝管置于磁力加熱攪拌器上加熱煮沸,煮沸后繼續(xù)加熱3 min。準(zhǔn)確吸取2.4 mL 1% AuCl3溶液加入圓底燒瓶中,繼續(xù)加熱至煮沸,煮沸持續(xù)5 min,再吸取? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?9.1 mL 1%檸檬酸三鈉溶液,迅速加入圓底燒瓶中,繼續(xù)煮沸,同時(shí)觀察瓶中的顏色變化;當(dāng)顏色呈穩(wěn)定的酒紅色后,繼續(xù)煮沸10 min,取出圓底燒瓶置于操作臺(tái)上,冷卻至室溫,補(bǔ)水至原體積,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.5 膠體金最適標(biāo)記pH
取4根無菌的1.5 mL試管,每管加入1 mL膠體金溶液,分別加入2、3、4、5 μL K2CO3(0.2 mol/L)調(diào)整各管溶液pH。反應(yīng)? 10 min后,每管加入10 μg/mL的安眠酮多克隆抗體,混勻靜置15 min后觀察膠體金顏色。每管加入100 μL BSA(10%)溶液混勻封閉1 h,4 ℃ 8 000 r/min離心10 min,200 μL復(fù)溶液重懸,使用試紙條檢測(cè),確定最適標(biāo)記pH。
1.2.6 膠體金最佳蛋白標(biāo)記量
取3個(gè)無菌的1.5 mL 試管,每管加入1 mL膠體金溶液,加入4 μL 0.2 mol/L K2CO3溶液混勻,再分別加入3.52、7.40和10.92 μg/mL的安眠酮多克隆抗體,混勻靜置20 min,向每管中加入100 μL BSA(10%)溶液,混勻后封閉1 h,4 ℃ 8 000 r/min離心10 min,200 μL復(fù)溶液重懸,使用試紙條檢測(cè),確定最佳蛋白標(biāo)記量。
1.2.7 膠體金標(biāo)記抗體制備
取100 mL膠體金溶液置于250 mL燒杯中,將燒杯放于磁力攪拌器上,放入轉(zhuǎn)子,向其中加入400 μL 0.2 mol/L K2CO3溶液,用保鮮膜封口,200 r/min攪拌10 min。用超純水稀釋抗體使其蛋白濃度為7.4 μg/mL,向調(diào)整好pH的膠體金溶液中逐滴加入稀釋好的抗體溶液,待溶液攪勻20~30 s后吸取膠體金溶液,加入到稀釋抗體的離心管中,洗凈管壁上殘留的抗原,吹吸3~5次,并將溶液加回至燒杯中。繼續(xù)攪拌30 min,向標(biāo)記好的膠體金溶液中加入10 mL BSA(10%)溶液,室溫?cái)嚢璺忾]30 min,4 ℃ 10 000 r/min離心30 min。結(jié)束后取出離心管收集下層濃縮的金標(biāo)抗體。根據(jù)量取的膠體金體積計(jì)算加入的復(fù)溶液體積,向收集的金標(biāo)抗體中加入復(fù)溶液,混勻,備用。
1.2.8 試紙條的組裝
使用噴膜儀在玻璃纖維上噴金標(biāo)抗體,噴量為8 μL/cm,38 ℃下干燥24 h,即得金標(biāo)墊;將偶聯(lián)抗原安眠酮-卵清白蛋白(ovalbumin,OVA)用0.02 mol/L PBS緩沖液(pH為7.4)稀釋至0.8 mg/mL,用噴膜儀噴于硝酸纖維素(nitrocellulose,NC)膜上,噴量為2 μL/cm,為檢測(cè)線(T線);在檢測(cè)線上面5 mm處噴涂羊抗鼠IgG(0.8 mg/mL),噴量為2 μL/cm,為質(zhì)控線(C線),38 ℃下干燥24 h。干燥完成后依次將NC膜、金標(biāo)墊、樣本墊、吸水墊貼在聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)板上,組裝成半成品試紙。將組裝好的半成品試紙用切條機(jī)切割成4 mm寬的試紙條,分別裝入塑料卡殼中,用壓殼機(jī)將殼封閉,制備成成品檢測(cè)試紙條。
1.2.9 檢測(cè)時(shí)間分析
按照安眠酮膠體金免疫快速檢測(cè)試紙條操作流程,2人一組,共計(jì)5組,對(duì)陰陽性標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行檢測(cè),記錄樣本檢測(cè)時(shí)間。
1.2.10試紙條操作方法
將檢測(cè)卡平放,用微量移液器吸取待檢樣本100 μL加入檢測(cè)卡加樣孔中,靜置5~8 min后觀察結(jié)果并讀數(shù),其他時(shí)間讀數(shù)無效。如果T線顯色強(qiáng)于C線或與C線顯色無明顯差異,說明樣本呈陰性,即樣本不含安眠酮或其濃度低于檢測(cè)限;如果T線顯色明顯弱于C線顯色,或者T線不顯色,說明樣本呈陽性,即樣本中安眠酮濃度等于或高于檢測(cè)限;如果C線不顯色,則無論T線顯色與否都說明此試紙條已經(jīng)失效(圖1)。
1.2.11 試紙條的性能評(píng)價(jià)
1.2.11.1 敏感性試驗(yàn) 將安眠酮標(biāo)準(zhǔn)品配成1 μg/kg濃度,再將5個(gè)陰性尿樣配制成不同濃度(0、10、20、30、40、50 μg/kg),分別用試紙條進(jìn)行檢測(cè),觀察顯色結(jié)果。每個(gè)濃度重復(fù)3次,根據(jù)結(jié)果確定試紙條的敏感性。
1.2.11.2 特異性試驗(yàn) 將其他相關(guān)動(dòng)物常見獸藥殘留物質(zhì)包括四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類等藥物,用0.02 mol/L PBS(pH 7.4)緩沖液配制成濃度為500 μg/kg的溶液,分別取100 μL用試紙條進(jìn)行檢測(cè),觀察顯色結(jié)果。每個(gè)濃度的樣本重復(fù)檢測(cè)3次,根據(jù)結(jié)果確定試紙條的特異性。
1.2.11.3 準(zhǔn)確性試驗(yàn) 試紙條的準(zhǔn)確性通常以假陽性率和假陰性率表示,假陽性率應(yīng)小于5%,假陰性率應(yīng)為0。用試紙條檢測(cè)經(jīng)儀器確證的50份陰性樣本(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30 μg/kg)和50份陽性樣本(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>30 μg/kg),計(jì)算假陽性率和假陰性率。
1.2.11.4 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一批次和不同批次的試紙條分別檢測(cè)已經(jīng)儀器確證的20份陰性樣本(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30 μg/kg)和20份陽性樣本(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>30 μg/kg),每個(gè)樣本重復(fù)測(cè)定3次,確定試紙條的重復(fù)性。
1.2.11.5 穩(wěn)定性試驗(yàn) 將制備好的試紙條密封后儲(chǔ)存于37 ℃,分別在第0、5、10、15、20、25、30天,抽取不同保存期限的試紙條,檢測(cè)已經(jīng)儀器確證的樣本,確定試紙條的穩(wěn)定性。
2? 結(jié)果
2.1 安眠酮半抗原的鑒定結(jié)果
對(duì)獲得的安眠酮半抗原進(jìn)行質(zhì)譜鑒定,半抗原的理論相對(duì)分子質(zhì)量是365.3,質(zhì)譜的正離子模式(+1),測(cè)出的相對(duì)分子質(zhì)量是366.3(圖2),說明安眠酮半抗原合成成功。
2.2 安眠酮抗原的制備結(jié)果
本研究制備的安眠酮半抗原,其結(jié)構(gòu)上有活性基團(tuán)羧基,利用羧基和氨基成為酰胺鍵的原理,以此偶聯(lián)載體蛋白。偶聯(lián)結(jié)果采用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定,掃描結(jié)果顯示(圖3和圖4),BSA和卵清白蛋白的波峰均在278 nm,安眠酮在264 nm處有一個(gè)波峰,偶聯(lián)產(chǎn)物的波峰分別在303 nm和305 nm。偶聯(lián)產(chǎn)物紫外吸收峰發(fā)生偏移可能是半抗原交聯(lián)到載體蛋白上引起的,說明兩種完全抗原均偶聯(lián)成功。
2.3 安眠酮多克隆抗體的鑒定
兔血清ELISA測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可知,制備的安眠酮多克隆抗體可以特異性識(shí)別安眠酮,說明多克隆抗體制備成功。
2.4 膠體金最適標(biāo)記pH結(jié)果
膠體金最適標(biāo)記pH結(jié)果見圖5。由圖5可知,含2 μL K2CO3的膠體金幾乎呈黑色,3 μL碳酸鉀的膠體金呈黑紫色,4 μL K2CO3的膠體金呈酒紅色,5 μL K2CO3的膠體金也呈酒紅色。說明安眠酮抗體標(biāo)記調(diào)節(jié)pH的K2CO3用量為4 μL。
2.5膠體金最佳蛋白標(biāo)記量結(jié)果
膠體金最佳蛋白標(biāo)記量結(jié)果見圖6。圖6表明,安眠酮抗體標(biāo)記最佳用量為7.4 μg/mL。
2.6 檢測(cè)時(shí)間分析結(jié)果
檢測(cè)時(shí)間分析結(jié)果見表2。表2表明,研制的試紙條檢測(cè)時(shí)間小于5 min。
2.7 敏感性試驗(yàn)結(jié)果
不同濃度的樣本分別與試紙條反應(yīng)后,觀察試紙條顯色。由表3可知,試紙條能夠檢測(cè)出安眠酮的敏感性較高,為30 μg/kg。
2.8 特異性試驗(yàn)結(jié)果
試紙條的特異性檢測(cè)結(jié)果見表4。由表4可知,試紙條檢測(cè)500 μg/kg的四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類等藥物,結(jié)果均為陰性,說明制備出的試紙條能夠特異性地與安眠酮結(jié)合,與其他小分子藥物沒有交叉反應(yīng),特異性較好。
2.9 準(zhǔn)確性試驗(yàn)結(jié)果
用檢測(cè)卡分別檢測(cè)50份陰性樣本,檢測(cè)結(jié)果如圖7所示,均為陰性,說明假陽性率<5%;用檢測(cè)卡分別檢測(cè)50份陽性樣本,檢測(cè)結(jié)果如圖7所示,均為陽性,說明試紙條假陰性率≤0.5%。
2.10 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
同一批次和不同批次的試紙條分別檢測(cè)每個(gè)樣本,并重復(fù)測(cè)定3次,結(jié)果顯示檢測(cè)結(jié)果相同,說明試紙條重復(fù)性良好。
2.11 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果
試紙條的穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果見表5。由表5可知,檢測(cè)卡在儲(chǔ)存溫度37 ℃下,一個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定性指標(biāo)均符合要求,無假陽性或假陰性情況發(fā)生,說明試紙條穩(wěn)定性較好。
3? 結(jié)論
本研究成功制備出安眠酮半抗原,使之與牛血清白蛋白/卵清白蛋白偶聯(lián),分別得到安眠酮免疫抗原和安眠酮包被抗原,以安眠酮多克隆抗體和安眠酮包被抗原作為主要原料,制備出安眠酮膠體金免疫快速檢測(cè)試紙條,并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),證明該試紙條敏感性較高、特異性較好、準(zhǔn)確性較高、重復(fù)性良好、穩(wěn)定性較好,且具有操作方便、快速的優(yōu)點(diǎn)。因此,本研究開發(fā)的安眠酮膠體金免疫快速檢測(cè)試紙條對(duì)動(dòng)物源性食品中安眠酮?dú)埩袅康默F(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和篩查具有較大的實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊霄,李小玲,索紋紋,等.同位素稀釋-超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定漁用飼料中地西泮和安眠酮?dú)埩鬧J].飼料研究,2022,45(19):114-117.
[2] 徐世淞.安眠酮的濫用危險(xiǎn)和成癮性[J].國外醫(yī)學(xué)參考資料 藥學(xué)分冊(cè),1974,1(4):235.
[3] 唐星暢,林立毅,吳敏,等.QuEChERS EMR-Liqid-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定動(dòng)物源食品中的安眠酮[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2018,9(13):3251-3257.
[4] 丁建英.動(dòng)物性食品中獸藥殘留對(duì)人體健康的影響[J].中國畜牧雜志,2006,42(12):4-6.
[5] 郭幼梅,諸秋珉,姜宴.用HPLC法同時(shí)檢測(cè)生物檢材中安眠酮及其2'-羥甲基代謝物[J].上海醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),1996, 23(1):43-45.
[6] 曾浩天,劉曉云,李文美,等.GC-MS定性定量分析生物檢材中的安眠酮[J].中國藥物依賴性雜志,2014,23(3):196-200.
[7] 沈可伊,鄒曉霜,王軍.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定蝦肉中四種獸藥殘留及其熱穩(wěn)定性分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2022,48(22):263-268.